科學家在蒼蠅大腦內發現「指南針」

2015年05月18日 12:16     評論»

來源: 正見新聞

據國外媒體報導,神經系統科學家們藉助一台顯微鏡了一隻果蠅的大腦。他們在觀察一個甜面圈型大腦區域中的神經元活動時,發現神經元活動與蒼蠅的朝向是相匹配的。

哺乳動物都有類似的方向辨識細胞,但是這是首次在蒼蠅大腦內發現類似細胞。關鍵是,這種指南針一樣的大腦活動不僅在虛擬現實環境中(通過屏幕展現運動環境)出現,而且在黑暗中也同樣存在。

資深作者,霍華德-休斯醫學研究所的Vivek Jayaraman博士稱:「蒼蠅使用的是自己獨有的一種方式來判定它的朝向。」在其它一些昆蟲中,比如說黑脈金斑蝶和蝗蟲,它們的腦細胞會根據天空中的偏振光做出反應,它們所藉助的也就是所謂的「太陽羅盤」。

但是在蒼蠅大腦中新發現的「羅盤」,其工作方式更像哺乳動物中的方向辨識細胞,方向辨識細胞會根據周圍環境中的地標為動物快速建立一種方向系統。Jayaraman對《BBC新聞》稱:「我們需要觀察蒼蠅的運動是否與這種羅盤的功能相關,而且這是我們在一隻活體動物中唯一能夠觀察到的。」

Jayaraman博士和他的同事Johannes Seelig創建了一個試驗系統,他們對試驗所用的蒼蠅進行了操控,這樣當它的腦細胞活動時就會發光。他們把蒼蠅粘到一根金屬棒上並且進行固定,然後藉助一台強大的激光顯微鏡觀察它的大腦。

研究發現,蒼蠅與哺乳動物的狀況有所不同,哺乳動物大腦內的這種方向辨識細胞似乎相當分散,而蒼蠅的大腦羅盤似乎集中在一個被稱為橢球體的特定區域。這意味著研究人員們能夠放大這個區域並且觀察大腦羅盤的運行。

考慮到如此小的大腦進行這種運算,研究人員們認為這種羅盤事實上異常複雜。Jayaraman稱:「蒼蠅或許能夠讓我們了解,包括我們人類在內的這些較大的大腦如何完成類似的任務。」倫敦大學的Kate Jeffery教授專門從事哺乳動物方向辨識細胞的研究,她認為蒼蠅的這種方向判斷更像一種認知,這是相當酷的事情。

關鍵詞: 大腦

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